简单机械
知识点
12.1 杠杆
在力的作用下能绕固定点转动的硬棒叫杠杆，这个固定点叫支点。使杠杆转动的力叫动力，阻碍杠杆转动的力叫阻力。从支点到动力作用线的距离叫动力臂，从支点到阻力作用线的距离叫阻力臂。杠杆的平衡条件：动力×动力臂 = 阻力×阻力臂，即 F1L1 = F2L2。省力杠杆动力臂大于阻力臂（如撬棍），费力杠杆动力臂小于阻力臂（如钓鱼竿、镊子），等臂杠杆动力臂等于阻力臂（如天平）。
12.2 滑轮
定滑轮的轴固定不动，使用时不省力但可以改变力的方向，实质是等臂杠杆。动滑轮的轴随物体一起移动，使用时能省一半的力，但不能改变力的方向，实质是动力臂为阻力臂 2 倍的杠杆。滑轮组是定滑轮和动滑轮的组合，既能省力又能改变力的方向，绳子的股数越多越省力。
12.3 机械效率
使用机械时，对人们有用的功叫有用功，没有用但不得不做的功叫额外功（比如克服机械自重、摩擦做的功），有用功和额外功的总和叫总功。机械效率等于有用功与总功之比，η = W有用 / W总 × 100%，机械效率总是小于 1（100%），因为总有额外功存在。
配套练习
- 用一根杠杆撬石头，动力臂是阻力臂的 3 倍，若要撬起重 600 N 的石头，至少需要多大的动力？
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答案：200 N由杠杆平衡条件 F1L1 = F2L2，得 F1 × 3L2 = 600 N × L2，所以 F1 = 200 N。 - 使用定滑轮和动滑轮分别有什么特点？
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答案：定滑轮不省力但能改变用力方向；动滑轮能省一半的力但不能改变用力方向。 - 用滑轮组把重 200 N 的物体匀速提高 2 m，做的有用功是多少？如果拉力做的总功是 500 J，机械效率是多少？
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答案：有用功 400 J，机械效率 80%有用功 W有用 = Gh = 200 N × 2 m = 400 J。机械效率 η = W有用 / W总 × 100% = 400 J / 500 J × 100% = 80%。 - 为什么机械效率总是小于 100%？
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答案：因为使用任何机械时，除了做有用功外，总要克服机械自身重力、摩擦等做额外功，总功一定大于有用功，所以机械效率总小于 100%。
互动模拟 （选看）
杠杆平衡条件：F1·L1 = F2·L2
F1×L1 = - F2×L2 = - -